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Méthodologie générale - Version provisoire - Mise en application de la section

Méthodologie générale - Version provisoire - Mise en application de la section II de l’arrêté du 4 octobre 2010 modifié DT xxx Avril 2014 GUIDE ICPE – Méthodologie Générale – Rev. 2 28/03/2014 1 Contenu 1. Introduction et méthodologie générale ............................................................................................ 5 1.1 Introduction ............................................................................................................................. 5 1.2 Méthodologie générale ............................................................................................................ 6 1.2.1 Définition du périmètre "risque spécial" ......................................................................... 7 1.2.2 Détermination des sollicitations sismiques à prendre en compte .................................... 7 1.2.3 Détermination du niveau d'exigences de comportement souhaité ................................... 8 1.2.4 Vérification de la compatibilité entre exigences de comportement souhaitées et sollicitations sismiques .................................................................................................................... 8 1.2.5 Exploitation du résultat et démarche itérative ................................................................. 8 1.2.6 Mise en œuvre effective .................................................................................................. 9 1.2.7 Cas des équipements neufs .............................................................................................. 9 1.3 Délais d’application de l’arrêté ............................................................................................... 9 1.3.1 Principes généraux........................................................................................................... 9 1.3.2 Distinction neuf / existant .............................................................................................. 10 1.3.3 Cas particulier d'un établissement devenant "Seveso" .................................................. 10 2. Références réglementaires et normatives ...................................................................................... 12 2.1 Textes réglementaires ............................................................................................................ 12 2.1.1 Extraits de l’arrêté du 4 octobre 2010 – Section II ........................................................ 12 2.1.2 Extraits de l’arrêté du 24 janvier 2011 .......................................................................... 13 2.1.3 Identification des réglementations de référence ............................................................ 13 2.2 Cadre normatif ....................................................................................................................... 13 2.2.1 Définition de la sollicitation sismique ........................................................................... 14 2.2.2 Cumul des actions et vérifications ................................................................................. 14 2.2.3 Dispositions constructives et mesures parasismiques ................................................... 15 3. Périmètre de l’arrêté ...................................................................................................................... 16 3.1 Eclaircissements et notions de base ....................................................................................... 16 3.1.1 Etablissements visés ...................................................................................................... 16 3.1.2 Equipements visés ......................................................................................................... 16 3.1.3 Effets considérés ............................................................................................................ 19 3.1.4 Zones touchées .............................................................................................................. 20 3.1.5 Evènement sismique considéré ...................................................................................... 21 3.2 Application de l’arrêté pour la définition du périmètre ......................................................... 21 3.2.1 Les deux approches possibles ........................................................................................ 21 3.2.2 Etablissement des scénarii liés au séisme ...................................................................... 22 GUIDE ICPE – Méthodologie Générale – Rev. 2 28/03/2014 2 3.2.3 Approche "Equipements" .............................................................................................. 25 3.2.4 Approche "Etudes de dangers" ...................................................................................... 28 3.2.5 Suite de la démarche (commune aux deux approches) .................................................. 31 4. Mouvement sismique .................................................................................................................... 32 4.1 Classification ......................................................................................................................... 32 4.1.1 Zone de sismicité ........................................................................................................... 32 4.1.2 Classe de sol .................................................................................................................. 33 4.2 Définition de l’action sismique ............................................................................................. 35 4.2.1 Spectres réglementaires ................................................................................................. 35 4.2.2 Déplacements de sol ...................................................................................................... 38 4.2.3 Vitesses particulaires ..................................................................................................... 39 4.2.4 Magnitudes .................................................................................................................... 39 4.2.5 Guide à la sélection d’accélérogrammes ....................................................................... 40 4.2.6 Cas des classes de sol S1 et S2 ....................................................................................... 43 4.3 Transfert de spectres .............................................................................................................. 43 4.4 Règles de cumul des actions .................................................................................................. 44 4.4.1 Actions permanentes ..................................................................................................... 44 4.4.2 Actions variables ........................................................................................................... 44 4.4.3 Valeur caractéristique d’une action ............................................................................... 45 4.4.4 Cumul d’actions avec le séisme .................................................................................... 45 4.4.5 Masses pour l’action sismique de calcul ....................................................................... 47 4.5 Données complémentaires informatives ................................................................................ 48 4.5.1 Déplacement du sol ....................................................................................................... 48 4.5.2 Vitesse particulaire ........................................................................................................ 48 5. Exigences de comportement et méthodes de justification ............................................................. 49 5.1 Définitions générales des exigences de comportement ......................................................... 49 5.1.1 Opérabilité / capacité fonctionnelle ............................................................................... 49 5.1.2 Intégrité du confinement / de la rétention ...................................................................... 49 5.1.3 Stabilité et supportage ................................................................................................... 50 5.1.4 Absence d’interaction matérielle préjudiciable ............................................................. 50 5.1.5 Exigences spécifiques .................................................................................................... 50 5.1.6 Combinaison d'exigences / exigences induites .............................................................. 50 5.2 Critères de justification des structures et équipements .......................................................... 51 5.2.1 Définition des « états limites » ...................................................................................... 51 5.2.2 Critères liés aux exigences de comportement ................................................................ 51 5.2.3 Dispositions générales constructives et mesures parasismiques ................................... 52 GUIDE ICPE – Méthodologie Générale – Rev. 2 28/03/2014 3 5.2.4 Interfaces/ancrages ........................................................................................................ 53 5.3 Méthodes générales de justification ...................................................................................... 53 5.3.1 Principes pour l’approche calculatoire .......................................................................... 54 5.3.2 Justification par retour d’expérience ............................................................................. 57 5.3.3 Essais ............................................................................................................................. 58 6. Conception des ouvrages ou équipements neufs ........................................................................... 59 6.1 Stratégie de conception d’une installation ............................................................................. 59 6.1.1 Principes généraux guidant l’implantation des équipements......................................... 59 6.1.2 Distinction « risque spécial » / « risque normal » ......................................................... 59 6.1.3 Traitement des équipements à « risque spécial » .......................................................... 60 6.2 Principes de dimensionnement parasismique ........................................................................ 61 6.2.1 Documents de référence ................................................................................................ 61 6.2.2 Principes généraux......................................................................................................... 62 6.2.3 Méthode de conception ductile ...................................................................................... 63 6.2.4 Systèmes de fondation ................................................................................................... 67 6.2.5 Interaction sol-structure (ISS) ....................................................................................... 68 6.2.6 Utilisation de dispositifs d’isolation sismique ............................................................... 70 6.3 Application à des ouvrages et équipements spécifiques ........................................................ 71 6.3.1 Equipements .................................................................................................................. 71 6.3.2 Structures en acier ......................................................................................................... 71 6.3.3 Tours, mâts et cheminées .............................................................................................. 72 6.3.4 Bâtiments ....................................................................................................................... 74 6.3.5 Structures béton armé .................................................................................................... 75 6.3.6 Eléments non-structuraux .............................................................................................. 76 6.3.7 Ponts .............................................................................................................................. 77 7. Etude des ouvrages ou équipements existants ............................................................................... 80 7.1 Démarche pour le traitement d’un ouvrage ou équipement existant ..................................... 80 7.1.1 Approche et stratégies ................................................................................................... 80 7.1.2 Logigramme synthétique ............................................................................................... 81 7.1.3 Description de la méthodologie ..................................................................................... 83 7.2 Travail préliminaire (Etape 0) ............................................................................................... 87 7.2.1 Collecte des données sur l’équipement ......................................................................... 87 7.2.2 Collecte des données sur la structure support ................................................................ 88 7.2.3 Collecte des données sur les fondations ........................................................................ 89 7.2.4 Collecte des données de sol ........................................................................................... 90 7.2.5 Collecte des données de retour d'expérience ................................................................. 93 GUIDE ICPE – Méthodologie Générale – Rev. 2 28/03/2014 4 7.2.6 Préparation de la visite .................................................................................................. 93 7.3 Visite sur site et classement des équipements (Etape 1) ....................................................... 94 7.3.1 Composition de l’équipe de reconnaissance .................................................................. 94 7.3.2 Objectifs de la visite ...................................................................................................... 94 7.3.3 Points particuliers lors de la visite ................................................................................. 96 7.4 Diagnostic par vérification simplifiée (Etape A2) ................................................................. 97 7.4.1 Utilisation du retour d’expérience ................................................................................. 98 7.4.2 Respect des dispositions constructives .......................................................................... 98 7.4.3 Outils de diagnostic ....................................................................................................... 99 7.4.4 Analyse des notes de dimensionnement au séisme ....................................................... 99 7.5 Diagnostic par calcul simplifié (Etape B2) ........................................................................... 99 7.6 Analyse approfondie (Etape B3) ......................................................................................... 100 7.6.1 Collecte d’informations complémentaires ................................................................... 100 7.6.2 Méthodes d’évaluation calculatoires ........................................................................... 101 7.6.3 Méthodes d’évaluation par essai ................................................................................. 103 7.7 Mesures correctives (Etape C2)........................................................................................... 103 7.7.1 Traitement parasismique de l’équipement ou la structure ........................................... 104 7.7.2 Stratégies de protection ............................................................................................... 105 GUIDE ICPE – Méthodologie Générale – Rev. 2 28/03/2014 5 1. INTRODUCTION ET MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE 1.1 INTRODUCTION S'inscrivant dans le cadre général de la révision de la réglementation sur le risque sismique en France, l'arrêté du 24 janvier 2011, venant ajouter une section II sur le risque sismique à l’arrêté du 4 octobre 2010, relatif à la prévention des risques accidentels au sein des installations classées pour la protection de l’environnement soumises à autorisation, a profondément modifié la réglementions sismique s'appliquant à certaines installations classées (classe dite "à risque spécial" au titre des articles R563-6 et R563-7 du code de l'environnement). Le texte de l'arrêté est fourni en annexe A et ses principaux articles exposés au chapitre 2. Le champ d'application du risque spécial est considérablement élargi puisque : - le nouvel arrêté s'applique aux établissements SEVESO haut et bas1 et non plus aux seuls établissements SEVESO seuil haut ; - le nouvel arrêté se base sur des critères d'effets létaux hors du site et ne se limite plus aux seuls équipements "aggravant notablement les conséquences premières du séisme". Le calcul des équipements2 pour leur tenue au séisme a également évolué suite à la publication des Eurocodes, dont une série traite de la tenue au séisme. Compte tenu de la complexité de la démarche à engager, le Ministère a mandaté un groupe d’industriels et de professionnels pour la production de guides de méthodologie. Ces guides ont pour but d’aider la démarche des industriels pour l’application de ce texte. Au présent guide de méthodologie générale, s'ajoutent des guides relatifs à des installations spécifiques. Le guide de méthodologie générale est chargé : - d'expliciter le périmètre de l'arrêté ; - de donner une méthode de sélection des équipements concernés ; - de donner des règles de détermination du mouvement sismique ; - d'aider à définir les exigences de comportement ; - de guider l'utilisateur dans l'étude de démonstration de tenue aux sollicitations sismiques. Les guides relatifs aux installations spécifiques sont établis grâce à la collaboration de spécialistes en génie parasismique et d’industriels, fournissent la démarche à adopter pour la mise en application de l’arrêté pour les équipements suivants : - réservoirs de stockage atmosphérique ; - dispositifs de repli d'une installation sur détection sismique ; - tuyauteries - robinetteries ; - équipements process ; - structures supports ; - études de cas. 1 Au sens de l'arrêté du 10 mai 2000 modifié qui fait partie de la transcription en droit français de la directive Seveso et donne cette définition. 2 Dans cette introduction le terme équipement est pris au sens large et regroupe en fait les équipements à risque spécial, les barrières de prévention et de protection, et les ouvrages agresseurs potentiels (voir le chapitre 3, pour la définition de ce vocabulaire). GUIDE ICPE – Méthodologie Générale – Rev. 2 28/03/2014 6 1.2 MÉTHODOLOGIE GÉNÉRALE La méthodologie générale pour obtenir la conformité aux exigences réglementaires imposées par l'arrêté ministériel du 4 octobre 2010 Section II comporte plusieurs étapes qui peuvent être résumées dans le logigramme suivant : Sélection des équipements concernés (Chapitre 3) Définition des exigences de comportement pour chaque équipement (chapitre 5) Détermination et quantification des mouvements sismiques pris en compte (chapitre 4) Etude de la uploads/Management/ guide-icpe-methodologie-generale.pdf